热机中应用最广的就是内燃机，燃油在气缸中燃烧使气体压力上升推动发动机做功，目前汽车、船舶、飞机就是用内燃机作为动力，但燃油作为内燃机的燃料已日益枯竭。如果燃料不是在气缸内部燃烧，就不需要昂贵的纯净燃油了，可以用多种燃料，例如生物质能、地热能，特别是直接用太阳能热。利用燃料在气缸外加热气缸内的工作介质来做功的发动机称为外燃机，下面简介外燃机的基本原理，蒸汽机与燃气轮机也属外燃机，但本栏目要讨论的是另一种外燃机，它具有结构简单，热效率较高的特点，它就是斯特林发动机。

在讨论斯特林发动机之前我们先看一个简单的模型，如图1所示，在一个气缸里有一个活塞（为便于观察活塞运动，气缸为剖面），活塞可在气缸里滑动，在主轴上装有飞轮，飞轮上有曲柄销通过连杆与活塞连接，活塞的往复运动可以带动飞轮旋转。在气缸内充有气体作为工质。

如何通过外面的热源来使这个模型运转起来，请看图2，在左面“运转过程一”的图中看到，通过加热气缸使缸内气体膨胀，推动活塞向下移动并带动飞轮转动。“运转过程二”是膨胀气体推动活塞运转到气缸中间位置，“运转过程三”是膨胀气体推动活塞运转到气缸终点位置，此时就要停止对气缸加热改为对气缸冷却。

飞轮靠惯性继续旋转，见图3“运转过程四”，由于气缸冷却散热，气缸内气体体积收缩，活塞受到向上的力，拉动飞轮继续旋转；“运转过程五”是活塞运转到中间位置；“运转过程六”是活塞上升到气缸顶部位置，停止对气缸冷却散热，飞轮靠惯性继续旋转，又进入“运转过程一”，开始新一轮的循环，这样飞轮就会不停旋转下去。

以上过程有动画演示：

以上说明与演示仅仅是为了说明什么是外燃机，实际上是不存在这样的外燃机，由于气缸的热容量大、传热速度不够块，不可能反复迅速加热与冷却气缸与里面的气体，所以无法实际应用。